SDJ-8煤矿双速绞车传动机构优化设计

摘要

矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备，我国绞车技术水平落后，甚至有些是上世纪五十年代的仿苏产品，存在工作效率低下，使用寿命短，使用不方便等问题。随着煤矿采煤机械化的发展，这些落后的设备已不能满足现场的要求，甚至影响煤矿的安全生产和正常生产。 本文旨在进一步完善SDJ—8煤矿双速绞车传动机构的设计，由于虚拟制造基本不消耗资源和能量，也不生产实际产品，而是在产品的设计、开发与实现过程在计算机上的本质实现，将虚拟制造技术引入了对双速绞车的设计和制造当中。文中首先分析了现有SDJ—8矿用双速绞车的结构及其工作原理，进行关键部件的强度计算分析和校核；然后利用计算机辅助设计技术进行建立了模型；并利用虚拟样机制造技术，运用优化设计的方法，建立传动系统的优化设计数学模型，在保证零件强度和刚度等条件下，对绞车的主要部分即传动系统各传动参数进行最优化设计，使变速箱齿轮体积最小；将建好的模型导入到动力学仿真软件ADAMS之中，进行运动学和动力学仿真分析，并对仿真结果进行研究，以验证设计结果的可靠性；对关键部分利用UG软件进行有限元分析，分析了零部件在一定载荷作用下产生的应力和应变，从而预知设计零部件是否满足使用要求，保证设计的可靠性。 本文采用虚拟样机技术对SDJ—8双速绞车传动机构的研究，完善了SDJ—8双速绞车的设计，改变了传统的设计方法。采用虚拟样机技术，可以不需制造物理样机就完成该产品的设计，可以缩短设计周期，增加产品设计的可行性，节省材料，降低生产成本。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1课题背景及目的

1.2国内外研究状况及虚拟样机技术

1.2.1国内外双速绞车研究状况

1.2.2虚拟样机技术简介

1.3本论文的构成与研究内容

1.4本章小结

第2章双速绞车传动数字化设计

2.1 SDJ-8型双速绞车的介绍

2.1.1绞车传动系统的示意图

2.1.2双速绞车的特点

2.1.3使用范围及结构特征

2.2双速绞车的结构设计

2.2.1电动机及各动力参数的选取

2.2.2轴的设计

2.2.3齿轮的设计

2.2.4其它零件的设计

2.3双速多用绞车的几何建模

2.4本章小结

第3章 双速绞车传动参数优化计算

3.1优化设计简介

3.1.1优化设计和优化算法

3.1.2 MATLAB及其优化工具箱简介

3.2优化计算

3.2.1计算模型及主要分析思路

3.2.2目标函数及变量设计

3.2.3约束函数

3.2.4 MATLAB优化工具箱编程计算

3.2.5优化结果分析

3.3本章小结

第4章双速绞车仿真分析

4.1仿真简述

4.1.1仿真目的

4.1.2 ADAMS软件的介绍

4.2 UG与ADAMS之间的文件转换(导入模型)

4.3设定和施加ADAMS仿真的条件(约束)

4.4样机模型仿真

4.4.1仿真开始之前的样机调试

4.4.2运动参数测定

4.5仿真结果后处理

4.5.1仿真值与理论值的对比

4.5.2旋转副受力分析

4.6本章小结

第5章关键零件的有限元分析

5.1有限元法简介

5.1.1有限元法

5.1.2 UG CAE简介

5.2低速轴有限元分析过程

5.3齿轮有限元分析过程

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢